KR101445723B1 - Long distance system transmitting time synchronization signal via common-line and time synchronization method of the system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원거리 시스템에 관한 것으로, 특히 시각동기에 사용되는 시각동기신호를 전력선로(power line) 또는 통신선로(communication line)와 같은 공통선로를 이용하여 서브-시스템들에 전달함으로써, 위성항법신호(global positioning signal)를 사용할 때의 재밍(jamming)에 의한 간섭이나 고가의 원자시계를 설치하여 사용하고자 할 때 소요되는 고비용을 최소로 할 수 있는 원거리 시스템 및 시각동기방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remote system, and more particularly to a system and method for transmitting a time synchronization signal used for time synchronization to sub-systems using a common line such as a power line or a communication line, and more particularly, to a remote system and a time synchronization method that can minimize jamming interference when a global positioning signal is used or high cost required when an expensive atomic clock is installed and used.
위성항법시스템은 지구 궤도 약 2만 km 상에 위치한 다수의 인공위성으로부터 사용자에게 수신된 항법신호를 바탕으로 현재 위치 및 시각 정보를 제공한다. 최근 위치정보에 대한 중요성이 강조되면서 안정적으로 위치 및 시각 정보를 무료로 사용할 수 있는 GPS의 이용분야가 확대되어, 동기식의 이동통신 기지국간 시각동기, 교통 분야, 효율적인 송배전을 위한 스마트 그리드 및 차량 네비게이션 등에 활용되고 있다. 하지만 위성항법시스템을 구성하는 항법위성이 송출하는 신호는 매우 미약하여 각종 유해혼신에 취약하다. 해외는 물론 국내에서도 GPS 전파교란이 발생된바 있고, 발생의 형태도 다양하여 GPS 전파교란 신호를 상시 감시할 수 있는 시스템의 구축, 운용 및 전파교란 대응기술 개발이 진행되고 있다The satellite navigation system provides the current position and time information based on the navigation signal received from the user from a number of satellites located on the earth orbit of about 20,000 km. Recently, the importance of location information has been emphasized, and the use of GPS, which can use location and visual information free of charge, has been expanded, and the use of GPS, . However, the signals transmitted by the navigation satellites constituting the satellite navigation system are very weak and vulnerable to harmful interference. GPS propagation disturbance has occurred in both domestic and overseas, and various types of occurrences have been developed, so that a system capable of monitoring the GPS propagation disturbance signal at all times is being developed, and operation and propagation disturbance countermeasure technologies are being developed
서로 멀리 떨어져 있는 복수의 서브-시스템으로 구성되는 하나의 원거리 시스템의 경우, 중앙 제어부의 제어명령에 따라 동작하며 서로 정보를 주고 받는 식으로 서로 연관되어 동작할 수도 있지만 각각 독자적으로 동작하는 방식으로의 운영도 가능하다. 그렇지만, 이들 서브-시스템들의 동작 및 이들 사이의 통신은 모두 일정한 시각을 공통의 기준으로 하여야 한다. 동일한 시각을 공통의 기준으로하여 동작하지 않을 경우, 데이터의 송수신에 장애가 발생할 수가 있고 수행 결과의 공유도 기술적으로 무의미한 것이 되는 것은 당연하다. In the case of one remote system constituted by a plurality of sub-systems which are distant from each other, they may operate according to a control command of the central control unit and operate in association with each other in such a manner that information is exchanged with each other. However, Operation is also possible. However, both the operation of these sub-systems and the communication therebetween must have a certain time as a common reference. If the same time is not operated on a common basis, it is natural that the transmission and reception of data may be obstructed and the sharing of the results of the operations may be technically meaningless.
시각동기는 기본적으로는 각각의 구성요소에 설치된 원자시계를 이용하는 것이 가장 정확하다고 할 수 있다. 그렇지만, 원자시계는 기본적으로 고가인 데다가 항온 및 항습을 유지하여야 하므로 설치 비용이 무시할 수 없을 정도로 많이 든다는 단점이 있다. Basically, it is most accurate to use the atomic clock installed in each component. However, the atomic clock is basically expensive and has to maintain the constant temperature and humidity, so that the installation cost is negligible.
따라서, 어떠한 원거리 시스템도 일정한 작업을 수행하기에 앞서 서브-시스템들 사이의 공통된 시간을 설정하는 시각동기를 기본적으로 수행하여야 하는데, 일반적으로는 각각의 서브-시스템은 내장한 시계의 동기를 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 일치시킨다. 그러나, 위성항법신호를 사용하여 시각동기를 수행하는 방식의 경우 방해전파(jamming)와 같은 장애요인에 의해 시각동기의 정밀도가 감소하게 되므로, 각각의 서브-시스템에서 수행하는 시각동기들 사이의 오차가 발생할 수 있는 단점이 있다.
Therefore, any remote system should basically perform a time synchronization to set a common time between sub-systems before performing a certain task. Generally, each sub-system must synchronize the built- By using the satellite navigation signal received from the satellite navigation signal. However, in the case of performing the time synchronization using the satellite navigation signal, the accuracy of the time synchronization is reduced due to obstacles such as jamming, so that the error between the time synchronizations performed in each sub- There is a disadvantage that it can occur.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 임의의 원거리 시스템을 구성하는 서브-시스템들 사이에 공통으로 설치되어 사용되는 전력선로 및 통신선로 중 하나를 이용하여 시각동기신호를 송수신 함으로써, 최소의 비용으로 고 정밀의 시각동기를 수행할 수 있는 원거리 시스템을 제공하는 것에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for transmitting and receiving a time synchronization signal using one of a power line and a communication line commonly installed and used between sub- And it is an object of the present invention to provide a remote system capable of performing high-precision time synchronization.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 원거리 시스템에서 수행하는 시각동기 수행방법을 제공하는 것에 있다.
Another aspect of the present invention is to provide a method for performing time synchronization performed in the remote system.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 공통선로를 이용하여 시각동기신호를 송수신하는 원거리 시스템은, 제어서브-시스템 및 복수의 서브-시스템을 구비한다. 상기 제어서브-시스템은 제어부, 원자시계 및 동기신호 발생장치를 구비하며, 상기 제어부는 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 상기 원자시계의 시각을 보정하고, 상기 동기신호 발생장치는 상기 원자시계의 보정된 시각을 이용하여 시각동기신호를 생성한다. 상기 복수의 서브-시스템은 상기 제어서브-시스템과 전력선로 및 통신선로 중 적어도 하나로 연결되어 있고, 상기 전력선로 및 상기 통신선로 중 하나를 통해 수신한 상기 시각동기신호를 이용하여 시각동기를 수행하는 시각동기 단말기를 각각 구비한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a remote system for transmitting and receiving a time synchronization signal using a common line, including a control sub-system and a plurality of sub-systems. The control sub-system includes a controller, an atomic clock, and a synchronization signal generator, wherein the controller corrects the time of the atomic clock using a satellite navigation signal received from a navigation satellite, A time synchronizing signal is generated using the corrected time of the clock. The plurality of sub-systems are connected to the control sub-system by at least one of a power line and a communication line, and perform time synchronization using the time synchronization signal received via one of the power line and the communication line And a time synchronization terminal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 시각동기 수행방법은, 청구항 제4항에 기재된 원거리 시스템에서 수행되는 것으로, 전송지연시간 보정단계, 시각동기신호 생성단계, 시각동기신호 송출단계 및 시각동기단계를 수행한다. 상기 전송지연시간 보정단계는 상기 시각동기 단말기 및 상기 동기신호 발생장치에서 수행하며, 상기 서브-시스템 및 상기 제어서브-시스템 사이에 설치된 상기 전력선로 및 상기 통신선로에 의한 전송지연 시간을 보정한다. 상기 시각동기신호 생성단계는 상기 제어부 및 상기 동기신호 발생장치에서 수행하며, 상기 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 상기 시각동기신호를 생성한다. 상기 시각동기신호 송출단계는 상기 제어서브-시스템이 수행하며, 상기 시각동기신호를 상기 전력선로 또는 상기 통신선로를 경유하여 상기 복수 개의 서브-시스템 중 적어도 하나의 서브-시스템에 송출한다. 상기 시각동기단계는 상기 시각동기 단말기 각각이 수신한 시각동기신호를 이용하여 해당 서브-시스템의 시각을 동기한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for performing time synchronization in a remote system as set forth in claim 4, the method including a transmission delay time correction step, a time synchronization signal generation step, And performs a synchronization step. The transmission delay time correction step is performed in the time synchronization terminal and the synchronization signal generator, and corrects a transmission delay time caused by the power line and the communication line installed between the sub-system and the control sub-system. The time synchronization signal generation step is performed in the control unit and the synchronization signal generation apparatus, and generates the time synchronization signal using the satellite navigation signal received from the navigation satellite. The time synchronization signal transmission step is performed by the control sub-system, and transmits the time synchronization signal to at least one sub-system among the plurality of sub-systems via the power line or the communication line. The time synchronization step synchronizes the time of the sub-system using the time synchronization signal received by each of the time synchronization terminals.
본 발명에 따른 원거리 시스템은, 시스템을 구성하는 서브-시스템들 사이에 공통으로 설치되어 사용되는 전력선로 및 통신선로 중 하나를 이용하여 시각동기신호를 송수신 함으로써, 최소의 비용으로 고 정밀의 시각동기를 수행할 수 있는 장점이 있다.
The remote system according to the present invention transmits and receives a time synchronization signal using one of a power line and a communication line commonly installed and used between sub-systems constituting the system, Can be performed.
도 1은 본 발명에 따른 공통선로를 이용하여 시각동기신호를 송수신하는 원거리 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 시각동기 수행방법을 나타낸다. 1 shows a configuration of a remote system for transmitting and receiving a time synchronization signal using a common line according to the present invention.
FIG. 2 shows a method of performing time synchronization according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명에 따른 공통선로를 이용하여 시각동기신호를 송수신하는 원거리 시스템의 구성을 나타낸다. 1 shows a configuration of a remote system for transmitting and receiving a time synchronization signal using a common line according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 원거리 시스템(100)은, 제어서브-시스템(110) 및 복수의 서브-시스템(120~150)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a
제어서브-시스템(110)은 제어부(111), 동기신호 발생장치(112) 및 원자시계(113)를 포함한다. 제어부(111)는 항법위성(10)으로부터 수신한 위성항법신호(20)를 이용하여 원자시계(113)의 시각을 보정하며, 동기신호 발생장치(112)는 보정된 원자시계(112)의 시각을 이용하여 시각동기신호(STS)를 생성한다. The
복수의 서브-시스템들(120~150) 각각은, 제어서브-시스템(110)과 전력선로(10) 및 통신선로(10) 중 적어도 하나로 연결되어 있고, 전력선로(10) 및 통신선로(10) 중 하나를 통해 수신한 시각동기신호(STS)를 이용하여 시각동기를 수행하는 시각동기 단말기(121, 131, 141, 151)를 내장한다. Each of the plurality of sub-systems 120-150 is connected to the
전력선로 및 통신선로를 이용하여 신호를 전송하는 경우, 선로의 전기적 특성에 의해 일정한 시간 지연이 생기는 것은 당연하므로, 본 발명에서는 시간 지연을 고려하여 시각동기를 수행할 수 있도록 한다. 즉, 각각의 시각동기 단말기(121~151)는 동기신호 발생장치(112)와의 사전 트레이닝을 통해 전력선로(10) 및 통신선로(10)에 의한 전송지연시간을 미리 측정한 후 이를 저장해 놓은 다음, 저장된 지연시간을 시각동기를 설정할 때 감안할 수 있도록 한다. When a signal is transmitted using a power line and a communication line, it is natural that a certain time delay occurs due to the electrical characteristics of the line. Therefore, in the present invention, time synchronization can be performed in consideration of a time delay. That is, each of the
시각동기신호를 이용하여 시각동기를 수행한 경우라도, 일정한 시간이 경과하면 동기된 시각이 서브-시스템 마다 다르게 될 수 있으므로, 일정한 시간 간격으로 시각동기를 송출하는 것이 바람직하다. 따라서, 동기신호 발생장치(112)는 일정한 시간 간격으로 시각동기신호(STS)를 생성하고, 제어서브-시스템(110)은 생성된 시각동기신호(STS)를 전력선로(10) 및 통신선로(10) 중 하나를 이용하여 복수 개의 서브-시스템 중 적어도 하나의 서브-시스템으로 주기적으로 전송하도록 한다. Even when the time synchronization is performed using the time synchronization signal, since the time synchronized with a certain time may be different for each sub-system, it is preferable to transmit time synchronization at a constant time interval. Therefore, the
본 발명에 따른 동기신호 발생장치(112)는 상술한 바와 같이 대역확산신호 방식의 시각동기신호를 생성하여 사용하는 것도 가능하지만, 수신한 위성항법신호를 모사한 의사 위성항법신호를 사용하는 것도 가능하도록 설계 되었다. 즉, 동기신호 발생장치(112)는 수신한 위성항법신호(20)를 모사한 의사 위성항법신호를 시각동기신호(STS)로 대체하며, 이 경우 시각동기 단말기(121~151)는 위성항법수신기(미도시)로 대체되면 된다.
The
도 2는 본 발명에 따른 시각동기 수행방법을 나타낸다. FIG. 2 shows a method of performing time synchronization according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시각동기 수행방법(200)은, 도 1에 도시된 원거리 시스템에서의 시각동기방법에 관한 것으로, 전송지연시간 보정단계(210), 시각동기신호 생성단계(220), 시각동기신호 송출단계(230) 및 시각동기단계(240)를 수행한다. Referring to FIG. 2, the time
전송지연시간 보정단계(210)는 복수의 서브-시스템(120~150) 및 제어서브-시스템(110) 사이에 설치된 전력선로(10) 및 통신선로(10)에 의한 전송지연 시간을 보정한다. 시각동기신호 생성단계(220)는 상기 제어부(111) 및 동기신호 발생장치(112)에서 수행하며, 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 시각동기신호를 생성한다. 시각동기신호 송출단계(230)는, 제어서브-시스템(110)이 시각동기신호를 전력선로(10) 또는 통신선로(10)를 경유하여 복수 개의 서브-시스템(120~150) 중 적어도 하나의 서브-시스템에 송출한다. 시각동기단계(240)는 시각동기 단말기(121~151) 각각은 수신한 시각동기신호를 이용하여 해당 서브-시스템의 시각을 동기한다. The transmission delay
여기서, 시각동기신호 생성단계(220)는, 동기신호 발생장치(112)가 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 제어서브-시스템(110)에 내장한 원자시계(1130)의 시각을 보정한 후, 보정된 원자시계(113)의 시각을 이용하여 시각동기신호를 생성한다. Here, the time synchronization
또한 시각동기신호 생성단계(220)는, 동기신호 발생장치(112)가 일정한 시간 간격으로 시각동기신호를 생성하고, 제어서브-시스템(110)은 시각동기신호를 복수 개의 서브-시스템(120~150) 중 적어도 하나의 서브-시스템으로 주기적으로 전송한다. The time synchronization
시각동기신호(STS)는 위성항법신호(20)를 모사한 의사 위성항법신호(30)로 대체될 수 있으며, 이 경우 시각동기 단말기(121~151)는 위성항법수신기로 대체될 수 있다.
The time synchronization signal S TS may be replaced with a pseudo-satellite navigation signal 30 simulating the satellite navigation signal 20, in which case the
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
110: 제어서브-시스템
111: 제어부 112: 동기신호 발생장치
113: 원자시계
120~150: 서브-시스템
121~151: 시각동기 단말기 110: control sub-system
111: control unit 112: synchronous signal generating device
113: Atomic Clock
120 to 150: Sub-system
121 ~ 151: Time synchronization terminal
Claims (8)
상기 제어서브-시스템과 전력선로로 연결되어 있고, 상기 전력선로를 통해 수신한 상기 시각동기신호를 이용하여 시각동기를 수행하는 시각동기 단말기를 각각 구비하는 복수의 서브-시스템들;을 포함하며,
상기 시각동기 단말기들 각각은,
통신을 수행하기 이전의 트레이닝 구간 동안에 상기 전력선로에 의한 전송지연시간을 미리 측정한 후 이를 저장해 놓는 것을 특징으로 하는 원거리 시스템. Wherein the control unit corrects the time of the atomic clock by using a satellite navigation signal received from a navigation satellite and the synchronous signal generator corrects the corrected time of the atomic clock A control sub-system for generating a time synchronizing signal by using the clock signal; And
And a plurality of sub-systems each having a time synchronization terminal connected to the control sub-system by a power line and performing time synchronization using the time synchronization signal received via the power line,
Each of the time synchronous terminals comprising:
Wherein a transmission delay time due to the power line is measured in advance during a training interval before communication is performed, and then the transmission delay time is stored.
상기 동기신호 발생장치는 일정한 시간 간격으로 상기 시각동기신호를 생성하고,
상기 제어서브-시스템은 생성된 시각동기신호를 상기 전력선로를 이용하여 상기 복수 개의 서브-시스템 중 적어도 하나의 서브-시스템으로 주기적으로 전송하는 것을 특징으로 하는 원거리 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the synchronization signal generator generates the time synchronization signal at a predetermined time interval,
Wherein the control sub-system periodically transmits the generated time synchronization signal to at least one of the plurality of sub-systems using the power line.
상기 동기신호 발생장치는 수신한 위성항법신호를 모사한 의사 위성항법신호를 상기 시각동기신호로 대체하며,
상기 시각동기 단말기는 위성항법수신기로 대체되는 것을 특징으로 하는 원거리 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the synchronous signal generating device replaces the pseudo-satellite navigation signal simulating the received satellite navigation signal with the time synchronous signal,
Wherein the time synchronization terminal is replaced by a satellite navigation receiver.
상기 시각동기 단말기 및 상기 동기신호 발생장치에서 수행하며, 상기 서브-시스템 및 상기 제어서브-시스템 사이에 설치된 상기 전력선로에 의한 전송지연 시간을 보정하는 전송지연시간 보정단계;
상기 제어부 및 상기 동기신호 발생장치에서 수행하며, 상기 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 상기 시각동기신호를 생성하는 시각동기신호 생성단계;
상기 제어서브-시스템이 수행하며, 상기 시각동기신호를 상기 전력선로를 경유하여 상기 복수 개의 서브-시스템 중 적어도 하나의 서브-시스템에 송출하는 시각동기신호 송출단계: 및
상기 시각동기 단말기 각각이 수신한 시각동기신호를 이용하여 해당 서브-시스템의 시각을 동기하는 시각동기단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 시각동기 수행방법. The time synchronization performing method in the remote system according to claim 4,
A transmission delay time correction step performed by the time synchronization terminal and the synchronization signal generation device to correct a transmission delay time caused by the power line installed between the sub-system and the control sub-system;
A time synchronization signal generation step performed by the control unit and the synchronization signal generation device to generate the time synchronization signal using the satellite navigation signal received from the navigation satellite;
A time synchronization signal transmission step performed by the control sub-system and transmitting the time synchronization signal to at least one sub-system among the plurality of sub-systems via the power line; and
A time synchronization step of synchronizing the time of the sub-system using the time synchronization signal received by each of the time synchronization terminals;
And the time synchronization is performed.
상기 동기신호 발생장치가 상기 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호를 이용하여 상기 제어서브-시스템에 내장한 상기 원자시계의 시각을 보정한 후,
상기 보정된 원자시계의 시각을 이용하여 상기 시각동기신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 시각동기 수행방법. 6. The method according to claim 5,
The synchronization signal generator corrects the time of the atomic clock built in the control sub-system by using the satellite navigation signal received from the navigation satellite,
And the time synchronizing signal is generated using the time of the corrected atomic clock.
상기 동기신호 발생장치가 일정한 시간 간격으로 상기 시각동기신호를 생성하고,
상기 제어서브-시스템은 상기 시각동기신호를 상기 복수 개의 서브-시스템 중 적어도 하나의 서브-시스템으로 주기적으로 전송하는 것을 특징으로 하는 시각동기 수행방법. 7. The method as claimed in claim 6,
Wherein the synchronization signal generator generates the time synchronization signal at a predetermined time interval,
Wherein the control sub-system periodically transmits the time synchronization signal to at least one of the plurality of sub-systems.
상기 시각동기신호는 위성항법신호를 모사한 의사 위성항법신호이고,
상기 시각동기 단말기는 위성항법수신기인 것을 특징으로 하는 시각동기 수행방법.
8. The method of claim 7,
The time synchronization signal is a pseudo-satellite navigation signal simulating a satellite navigation signal,
Wherein the time synchronization terminal is a satellite navigation receiver.
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